一九九零年三月一日，张楠出生于北京一个平凡的家庭之中，他的母亲早已退休在家，父亲则是一名普通的出租车司机。由于幼年时期张楠的身体较为瘦弱，时常容易生病，为了增强他的体质，父母决定送他去参加体育锻炼。在张楠九岁那年，他开始在北京市内一家业余青少年培训班接触羽毛球运动，之后凭借初步展现的潜力，他进入了著名的什刹海体育运动学校，在那里接受了更为系统和正规的羽毛球训练。到了十四岁时，张楠凭借持续的努力和逐渐显露的天赋，正式加入了北京羽毛球队，并跟随他的启蒙教练肖辉进行深入的学习与练习。当时队内的教练组经过观察和评估，认为张楠不仅身材修长、动作协调灵活，而且在网前的反应速度非常快，同时他在双打比赛中的战术意识和对于对手球路的预判能力也都表现得相当突出。基于这些特质，教练组决定将他调整至双打组进行专项培养。在双打组训练不久后，由于表现优异，张楠获得了被推荐至国家队试训的宝贵机会，并最终顺利通过考核，成功入选了中国国家羽毛球队的二队，从此开启了他在国家级平台上的羽毛球生涯。
2009年年初，张楠与搭档陆璐在菲律宾羽毛球黄金大奖赛中再度携手出战混双项目，经过多轮激烈角逐，最终成功夺得冠军，这也是他职业生涯中在成人组别获得的首个公开赛冠军头衔。凭借出色的表现，张楠在进入国家一队不足一年的时间内，便成功入选2010年汤姆斯杯的参赛阵容，并在比赛中发挥关键作用，帮助中国男子羽毛球队成功问鼎汤姆斯杯，从而赢得了个人首个世界冠军的荣誉。同年，张楠在全英羽毛球公开赛的混双项目中摘得桂冠；紧接着在5月举行的汤姆斯杯决赛中，中国队以3比0的比分战胜印度尼西亚队，成功实现卫冕，这也是中国队在汤姆斯杯历史上取得的四连冠佳绩。同年11月，在广州亚运会羽毛球混双项目的金牌争夺战中，中国组合张楠与赵芸蕾经过顽强拼搏，最终收获一枚银牌。进入2011年，在亚洲羽毛球锦标赛的混双决赛中，张楠与赵芸蕾以2比1的比分战胜队友徐晨与马晋，成功夺得该项赛事的冠军。同年8月，在伦敦举行的世界羽毛球锦标赛混合双打决赛中，张楠与赵芸蕾配合默契，首次夺得世锦赛混双冠军，同时也帮助中国队实现了在该项目上的两连冠。同年12月，在世界羽联超级系列赛总决赛的混双决赛中，张楠与赵芸蕾再次以2比0的比分战胜队友徐晨与马晋，赢得冠军。2012年4月，在亚洲羽毛球锦标赛混双决赛中，张楠与赵芸蕾延续强势表现，以2比0击败队友徐晨与马晋，再度夺冠。同年，张楠与赵芸蕾在伦敦奥运会混双项目中发挥出色，成功夺得奥运金牌，实现了职业生涯的重大突破。同年12月，在世界羽联总决赛混双决赛中，中国组合张楠与赵芸蕾在先胜一局的情况下，被丹麦组合尼尔森与彼德森连扳两局实现逆转，遗憾错失三连冠的纪录，最终获得亚军。2013年3月11日，在全英羽毛球超级赛混双决赛中，张楠与赵芸蕾以0比2的比分不敌印度尼西亚组合阿哈迈德与纳西尔，收获一枚银牌。同年4月21日，在亚洲羽毛球锦标赛混双决赛中，张楠与赵芸蕾以0比2（20-22、17-21）惜败于韩国组合高成炫与金荷娜，再次获得亚军。同年6月，在印度尼西亚羽毛球顶级超级赛混双决赛中，张楠与赵芸蕾状态回升，成功摘得该站比赛的冠军。同年9月15日，在羽联常州羽毛球大师赛决赛中，张楠与赵芸蕾以2比0击败韩国组合柳延星与严惠媛，夺得冠军。同年12月15日，在世界羽联超级系列赛总决赛混双决赛中，张楠与赵芸蕾再次不敌丹麦组合尼尔森与佩德森，最终获得亚军。2014年3月，张楠参加了全英羽毛球超级赛的角逐。在男双项目的四分之一决赛中，他与傅海峰组成的组合遭遇印度尼西亚强档阿什桑与亨德拉，经过激烈对抗，最终未能取胜，遗憾止步八强。同年5月23日，在2014年汤姆斯杯的比赛中，张楠随中国男子羽毛球队获得团体季军。同年11月，在世界羽联超级系列赛中国公开赛混双决赛中，张楠与赵芸蕾面对韩国组合柳延星与严惠媛，发挥出色，为中国队夺得该赛季的首枚金牌。2015年3月9日，张楠出战全英羽毛球超级赛。在男双半决赛中，他与傅海峰以2比0战胜丹麦组合佩德森与库尔汀，成功晋级决赛。然而在决赛中，他们遭遇实力强劲的丹麦组合摩根森与鲍伊，最终以0比2的比分落败，获得亚军。同年5月，在苏迪曼杯世界羽毛球混合团体赛决赛中，中国队以3比0完胜日本队，成功实现六连冠，张楠作为团队一员贡献了力量。同年7月，在2015年国际羽联黄金大奖赛中华台北公开赛的决赛中，张楠与傅海峰展现出压倒性优势，仅用时23分钟便以21-13和21-8直落两局轻松夺冠，这也是两人在2015年获得的首个巡回赛双打冠军。同年11月15日，在中国羽毛球公开赛中，混双组合张楠与赵芸蕾再度夺金。由于全年稳定的优异表现，张楠与赵芸蕾在2015年获得了CCTV体坛风云人物年度最佳组合的提名。
2016年4月，张楠与搭档傅海峰在新加坡羽毛球公开赛中表现卓越，成功夺得男子双打项目冠军。同年8月17日，在里约奥运会羽毛球混合双打比赛中，张楠再获佳绩，赢得一枚宝贵的铜牌。紧接着在8月20日举行的里约奥运会羽毛球男双决赛中，傅海峰与张楠组合迎战马来西亚选手吴蔚昇和陈伟强，双方经过三局激烈角逐，最终傅海峰/张楠以2比1的比分力克对手，不仅实现了中国羽毛球队在男双项目上的奥运卫冕，也为中国代表团摘得了里约奥运会的首枚金牌。2016年9月14日，在里约奥运会北京市体育系统表彰大会上，张楠因突出贡献被授予首都劳动奖章。同年12月4日，在2016年世界羽联黄金大奖赛澳门公开赛的混双决赛中，张楠与李茵晖搭档默契，一举夺得混双冠军，这也是两人自合作以来收获的第一个重要赛事冠军。随后在男双比赛中，张楠与搭档鲁恺未能延续胜势，最终不敌对手，获得亚军。12月15日，傅海峰与张楠凭借全年优异表现，获得2016年CCTV体坛风云人物年度最佳组合提名。进入2017年，2月在2017年世界羽联黄金系列赛泰国公主大师赛混双决赛中，张楠/李茵晖再度携手夺冠，展现了稳定的竞技状态。5月，张楠代表中国队参加2017年苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛，在男双比赛中，他与傅海峰搭档以2：0（21-14、21-15）的比分战胜韩国组合催率圭/徐承宰，助力中国队赢得男双冠军。2017年8月27日，在世界羽毛球锦标赛男双半决赛中，张楠与新搭档刘成合作，以21-17、21-19击败队友柴飚/洪炜，顺利晋级决赛。次日8月28日的男双决赛中，刘成/张楠发挥极为出色，始终掌控比赛节奏，仅用时37分钟便以21比10、21比17直落两局战胜印尼组合阿山/萨普特洛，成功夺冠。这是张楠与刘成首次赢得世锦赛男双冠军，也标志着中国羽毛球队自2011年后再度夺得世锦赛男双金牌，同时张楠也成就了在男双和混双两个项目均获得世界冠军的荣誉。2018年5月27日，在泰国曼谷举行的2018年汤姆斯杯决赛中，张楠与队友谌龙、刘成、石宇奇、李俊慧、刘雨辰并肩作战，中国队以3比1逆转战胜日本队，捧起汤姆斯杯。同年8月6日，张楠入选第十八届亚运会中国体育代表团名单。8月23日，在雅加达亚运会羽毛球男子团体决赛中，由石宇奇、李俊慧、刘雨辰、谌龙、刘成、张楠组成的中国男队以3-1战胜东道主印尼队，夺得团体金牌。2019年10月，在第七届世界军人运动会羽毛球男子团体比赛中，中国队以3-0战胜韩国队，获得男子团体金牌，其中张楠与搭档谭强在男双项目中贡献关键胜利，夺得冠军。同年11月12日，在2019香港羽毛球公开赛男双资格第二轮比赛中，张楠与欧烜屹搭档以0：2不敌日本组合远藤大由/渡边勇大，遗憾止步，未能进入八强。2021年5月2日，在河南郑州举行的2021年全国羽毛球冠军赛暨全运会羽毛球项目资格赛男子双打决赛中，代表北京队出战的张楠/冯彦哲组合以0比2负于广东队的任翔宇/梁伟铿，最终获得亚军。2021年11月2日，张楠入选中国羽毛球队世锦赛参赛名单。同年12月，在2021年世界羽毛球锦标赛第二轮比赛中，张楠与欧烜屹搭档未能更进一步，提前出局，无缘十六强。
二零二二年一月二十四日，中国国家羽毛球队男双项目主管教练黄展忠在一次公开采访中透露，曾于二零一七年夺得世界羽毛球锦标赛男双冠军的两位选手张楠与刘成决定再度携手合作，共同组建搭档，以期向巴黎奥运会的参赛资格发起有力的冲击与挑战。随后的二零二二年三月八日，在德国羽毛球公开赛男双项目首轮赛事中，这对重新组合的刘成与张楠未能突破首关，遗憾止步。同年四月，于韩国光州市举办的韩国羽毛球大师赛男双首轮较量中，中国组合刘成与张楠遭遇韩国强档金再贤和李龙大，经过三局激烈角逐，最终以一比二的比分惜败，从而无缘晋级后续轮次。到了二零二二年八月二十日，张楠通过其个人社交媒体平台正式对外宣布，自己将退出中国国家羽毛球队，但他同时明确表示，未来仍会以职业羽毛球运动员的身份继续活跃于各项赛事之中。时间进入二零二三年三月，张楠现身江西瑞昌，参与了当年瑞昌羽毛球大师赛的男双比赛。同年五月，中国羽毛球协会特意为张楠举办了一场庄重而温馨的退役仪式，以表彰其多年来对国家羽毛球事业所做出的贡献。直至二零二四年六月二日，在吉林省辽源市举行的二零二四年亚洲羽毛球精英巡回赛分站赛中，张楠与搭档孟祥丽在备受关注的明星配对赛混双项目中发挥出色，成功夺得该项目的冠军。
在2010年日本羽毛球超级赛的赛场上，张楠于战胜对手之后，当众深情亲吻了队友赵芸蕾，这一幕迅速传为体坛佳话，令无数观众与球迷为之动容。当时许多人满怀期待地认为，继林丹与谢杏芳这对羽坛佳偶之后，中国羽毛球界即将再度诞生一对令人称羡的“神雕侠侣”。到了2011年伦敦世锦赛，张楠与赵芸蕾携手夺得混双世界冠军的荣耀时刻，两人也公开承认了彼此之间的恋爱关系，使得这段感情更为外界所关注。2013年9月5日，张楠通过个人微博向赵芸蕾发出生日祝福并深情告白，以此为契机，双方正式对外确认了恋人关系，并共同表示计划在里约奥运会结束后步入婚姻殿堂。然而，随着2016年里约奥运会的到来，在张楠与队友傅海峰携手夺得羽毛球男子双打冠军之后不久，赵芸蕾却通过微博对外宣布，她与张楠已经决定结束这段感情，正式分手。这一消息的传出，令曾经看好他们的支持者感到意外与惋惜。
二零一八年十一月三十日，羽毛球世界冠军张楠通过个人社交媒体平台正式对外公布喜讯，他晒出了与同为羽毛球运动员的女友田卿共同领取的结婚证书，并深情附文写道：“往后余生，风雪是你，平淡是你。”这段简洁而真挚的告白迅速引发了广大网友与球迷的关注与祝福。随后，田卿本人也转发了该条动态，并以两颗鲜艳的红色爱心表情作为甜蜜回应，两人之间的默契互动温馨十足，标志着他们的爱情长跑终于步入了婚姻的崭新阶段。
二零二二年二月四日，在北京冬奥会火炬传递活动中，大运河森林公园段迎来了其首棒火炬手张楠。作为这一重要环节的开篇者，张楠手持象征着奥林匹克精神的火炬，以稳健而充满活力的步伐开启了该路段的接力传递。此次火炬传递不仅是北京冬奥会开幕前的重要仪式之一，也展现了中国对于冬季运动盛事的全力支持与热情期盼。张楠作为首棒火炬手的参与，不仅体现了个人的荣誉，更承载了传递友谊、团结与和平的奥林匹克理念，为后续接力奠定了庄重而热烈的序幕。
张楠的年龄虽然不大，却始终展现出极为出色的心理素质。他在比赛场上总能保持一种超越年龄的冷静与沉稳，这使他往往能在关键时刻稳定发挥。在平日训练中，张楠表现得异常刻苦，从不松懈，同时他头脑灵活、思维清晰，善于在高速对抗中冷静分析局势。在技术层面，他的各项能力发展均衡，技术相当全面，尤其在前半场的争夺中，他凭借细腻的手感和精准的线路控制，往往能占据主动，展现出较强的控制力与局面主导能力。